Immunologia - 30-04-2013 - Ruggiero

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Riprendiamo dai meccanismi di maturazione dell’affinitià, cioè come la cellula t aiuta la b a cambiare l’affinità di un anticorpo. Abbiamo visto come questo tipo di processo avviene solo negli organi linfoidi secondari e come questo tipo di processo dipende dall’attivazione indotta dallo stimolo ????????? che consente a questo enzima, una deaminasi indotta dall’attivazione, di cominciare a svolgere il suo lavoro, cioè deaminare le citosine e trasformarle in uracile. Due sono i meccanismi attraverso cui l’ipermutazione somatica viene veicolata specificamente sul gene che codifica la parte variabile dell’immunoglobulina. Cioè questo enzima indotto, viene veicolato sul gene dell’immunoglobulina e non su altri geni, e o è attivato e reso libero in sede attraverso un meccanismo di ???????? che comprende elementi cis ed elementi trans oppure l’attivazione prevede la veicolazione sulla zona cromosomica in cui l’ipermutazione somatica deve essere indotta, della deaminasi insieme con un macchinario enzimatico in grado di tollerare errori della trascrizione del DNA. Ma l’Ig cambiata è migliorata o peggiorata?L’affinità di legame è migliorata?  Bisogna che all’interno del linfonodo vi sia un sistema di fissazione dell'antigene che  consenta alla cellula di provare il legame con l'antigene e capire se il legame èmigliorato o peggiorato. Bisogna fissare l’antigene, lasciarlo per molto tempo econsentire alla cellula di saggiare la bontà del suo recettore. A svolgere il compito è una cellula nel linfonodo nella zona B del follicolo ed è la cellula follicolare dendritica.La cellula che funge da selettore quindi è la cellula follicolare dentritica, la quale nel cerchio germinativo lega in maniera stabile l’antigene per periodi molto lunghi. La cellula follicolare dendritica lega il microrganismo 1. immobilizzando l’antigene sulla sua superficie per settimane di modo che la cellula  B possa provare l’antigene che è sulla cellula follicolare dendritica.  2. Esistono inoltre Ig che hanno legato l’anti gene, queste Ig possono essere legate tramite il fattore Fc presente sulle cellule follicolari. La cellula B si è differenziata e nel centro germinativo comincia il suo processo di raggiungimento della massima efficienza differenziativa possibile. Il centro germinativo è l’immagine di processi differenziativi che portano ad  aumentare l’efficienza della risposta. Un linfonodo dove non è possibile  collaborazione B-T è un linfonodo diverso in quanto manca il centro germinativo. Nel centro germinativo vi sono: 1. Cellule follicolari dendritiche con l’antigene 2. Zona T 3. Zona B: le cellule sono organizzate in una zona mantellare, zona chiara e zona scura. Un’altra cosa che deve succedere al linfonodo per consentire alle cellule b di fare la risposta completa è generare le cellule della memoria. Bisogna consentire alle cellule dell’immunità adattativa di ricordare tutto ciò che ha fatto per eliminare il patogeno sterilizzando il focolaio infettivo. Quindi una quota di cellule deve essere trasformata in cellule capaci di ricordare l’incontro con il patogeno. A questo punto è necessario che una parte delle cellule si trasformino in plasmacellule, le quali lasciano il linfonodo e vanno nel midollo a svolgere le loro funzioni. Si tratta di cellule capaci soprattutto di produrre grandissime quantità di immunoglobuline. E la loro attività di produzione di immunoglobuline si svolge soprattutto a livello midollare. Dall’altra parte invece, la stessa cellula T, che ha consentito la maturazione e la differenziazione del linfocita b in plasmacellula, avvia una quota di cellule b attivate verso l’acquisizione di un fenotipo differenziativo della memoria. Questo fenotipo differenziativo della memoria consentirà, una seconda volta che l’antigene viene in contatto con l’individuo , di controllare il patogeno senza che abbia la possibilità di dare origine a una malattia clinicamente evidente.

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Riprendiamo dai meccanismi di maturazione dellaffiniti, cio come la cellula t aiuta la b a cambiare laffinit di un anticorpo. Abbiamo visto come questo tipo di processo avviene solo negli organi linfoidi secondari e come questo tipo di processo dipende dallattivazione indotta dallo stimolo ????????? che consente a questo enzima, una deaminasi indotta dallattivazione, di cominciare a svolgere il suo lavoro, cio deaminare le citosine e trasformarle in uracile.Due sono i meccanismi attraverso cui lipermutazione somatica viene veicolata specificamente sul gene che codifica la parte variabile dellimmunoglobulina. Cio questo enzima indotto, viene veicolato sul gene dellimmunoglobulina e non su altri geni, e o attivato e reso libero in sede attraverso un meccanismo di ???????? che comprende elementi cis ed elementi trans oppure lattivazione prevede la veicolazione sulla zona cromosomica in cui lipermutazione somatica deve essere indotta, della deaminasi insieme con un macchinario enzimatico in grado di tollerare errori della trascrizione del DNA. Ma lIg cambiata migliorata o peggiorata?Laffinit di legame migliorata?Bisogna che allinterno del linfonodo vi sia un sistema di fissazione dell'antigene che consenta alla cellula di provare il legame con l'antigene e capire se il legame migliorato o peggiorato. Bisogna fissare lantigene, lasciarlo per molto tempo econsentire alla cellula di saggiare la bont del suo recettore.A svolgere il compito una cellula nel linfonodo nella zona B del follicolo ed lacellula follicolare dendritica.La cellula che funge da selettore quindi la cellula follicolare dentritica, la quale nel cerchio germinativo lega in maniera stabile lantigene per periodi molto lunghi. La cellula follicolare dendritica lega il microrganismo1. immobilizzando lantigene sulla sua superficie per settimane di modo che la cellulaB possa provare lantigene che sulla cellula follicolare dendritica.2. Esistono inoltre Ig che hanno legato lantigene, queste Ig possono essere legatetramite il fattore Fc presente sulle cellule follicolari.La cellula B si differenziata e nel centro germinativo comincia il suo processo diraggiungimento della massima efficienza differenziativa possibile.Il centro germinativo limmagine di processi differenziativi che portano adaumentare lefficienza della risposta. Un linfonodo dove non possibilecollaborazione B-T un linfonodo diverso in quanto manca il centro germinativo. Nelcentro germinativo vi sono:1. Cellule follicolari dendritiche con lantigene2. Zona T3. Zona B: le cellule sono organizzate in una zona mantellare, zona chiara e zonascura.

Unaltra cosa che deve succedere al linfonodo per consentire alle cellule b di fare la risposta completa generare le cellule della memoria. Bisogna consentire alle cellule dellimmunit adattativa di ricordare tutto ci che ha fatto per eliminare il patogeno sterilizzando il focolaio infettivo. Quindi una quota di cellule deve essere trasformata in cellule capaci di ricordare lincontro con il patogeno. A questo punto necessario che una parte delle cellule si trasformino in plasmacellule, le quali lasciano il linfonodo e vanno nel midollo a svolgere le loro funzioni. Si tratta di cellule capaci soprattutto di produrre grandissime quantit di immunoglobuline. E la loro attivit di produzione di immunoglobuline si svolge soprattutto a livello midollare. Dallaltra parte invece, la stessa cellula T, che ha consentito la maturazione e la differenziazione del linfocita b in plasmacellula, avvia una quota di cellule b attivate verso lacquisizione di un fenotipo differenziativo della memoria. Questo fenotipo differenziativo della memoria consentir, una seconda volta che lantigene viene in contatto con lindividuo, di controllare il patogeno senza che abbia la possibilit di dare origine a una malattia clinicamente evidente. Nel caso del primo incontro con lantigene, la risposta finale comincia dopo 7-10 giorni e ci vuole una settimana perch si riesca a sterilizzare il focolaio infettivo; mentre il secondo contatto con lantigene seguito da una risposta molto pi rapida, il picco viene raggiunto rapidamente e anche la sterilizzazione del focolaio estremamente rapida; al terzo incontro con lantigene il picco ancora pi rapido. Questo per dire che si tratta di una risposta plastica, cio capace di migliorarsi ad ogni successivo contatto con lantigene. Questa la ragione per cui le cellule della immunit adattativa si adattano a quello che lassalto del patogeno, adattano la loro reazione al microsito e al tipo di patogeno e imparano a combatterlo nella maniera pi efficiente possibile.La frequenza di cellule specifiche per un certo antigene, in un locatore che ha gi risposto verso quellantigene, aumenta, quindi aumenta il numero di cellule che esso in grado di riconoscere; c un vantaggio anche quantitativo in una risposta della memoria. Poi naturalmente lisotipo anticorpale prodotto lisotipo che si dimostrato pi utile nelleliminare il patogeno sterilizzando il focolai. Per cui la risposta sar prevalentemente IGG o IGA; , la cellule b della memoria non far una nuova indagine conoscitiva per capire se quel patogeno, che ha infettato quel particolare microsito, meglio combatterlo con IgA o IgG. Essa sa che quel patogeno pi suscettibile a quel determinato isotipo anticorpale. Laffinit dellanticorpo normalmente sar maggiore. Partiamo da un vantaggio; la cellula ha gi fatto ipermutazione somatica, ha gi selezionato dei cloni migliori per la risposta, e saranno quei cloni a iniziare la risposta secondaria. Poi nella risposta terziaria, quellaffinit migliorer ancora, ossia limmunit migliorer ad ogni contatto successivo con lo stesso antigene, quindi laffinit dellanticorpo sar ancora migliore.In questo grafico vedete come nella risposta primaria, abbiamo una risposta prevalentemente IGM; a un certo punto, tardivamente, compare una piccola popolazione IGG; ma il grosso della risposta primaria una risposta IGM. Se andiamo a vedere cosa succede in una risposta secondaria , che indicata da queste due barre blu, notiamo che a livello della concentrazione, il grosso della risposta fatto da IGG mentre le IGM sono minoritarie. Quindi rimane una quantit di IGM abbastanza bassa, costante; poi ad ogni risposta successiva la quantit di IGG, cio dellisotipo che si dimostrato utile nello sterilizzare il focolaio infettivo, diventa prevalente da un punto di vista quantitativo.Nel secondo grafico invece analizziamo laffinit degli anticorpi; vedete come laffinit che abbastanza bassa nella risposta primaria, diventa molto pi alta in quella secondaria e continua ad aumentare in seguito ad un terzo contatto con lantigene. Se la misuriamo c almeno ununit logaritmica di differenza tra laffinit anticorpale della risposta secondaria e laffinit anticorpale della risposta primaria; cos come ununit logaritmica di vantaggio in termini di affinit, viene acquisita anche nella risposta terziaria, cio al terzo incontro con lantigene. Quindi si tratta di una risposta che si adatta, che migliora, per consentire di controllare il patogeno prima che possa dare origine a qualsiasi evento patologico clinicamente evidente.Per cui la risposta stata avviata nella maniera adeguata, la cellula t ha aiutato la cellula b a svolgere appieno il suo compito; a questo punto si produce una grossa quantit di anticorpi dellisotipo corretto e di una affinit adeguata. Bisogna quindi stoppare la risposta anticorpale. La risposta anticorpale viene spenta con modalit che vanno a saggiareimmunocomplessi; quando l'anticorpo non ha pi il suo antigene pu legare il recettore peril frammento Fc dellIg e questo indica al sistema che l'attivazione pu essere spenta.

Abbiamo seguito la cellula b allinterno del midollo quando si generata; labbiamo vista arrivare nel linfonodo, e qui attivarsi, aiutata in maniera adeguata dalle cellule t; abbiamo visto a tal proposito come c un flusso che dalla zona b-dipendente arriva alla zona t-dipendente e viceversa per consentire la collaborazione essenziale per determinare una risposta efficiente; e abbiamo anche detto che, una volta che la cellula b si differenziata in plasmacellula a livello linfonodale, migra verso il midollo osseo e l, la plasmacellula, svolger in pieno la sua funzione. Quindi la sede della produzione anticorpale il midollo osseo. La plasmacellula quindi ritorna nel sito di origine della cellula b. Questo a livello patologico importante perch nel caso di un tumore delle plasmacellule (plasmocitoma o mieloma), la sintomatologia sar a livello osseo con dolori ossei e lesioni ossee radiologicamente caratteristiche.

Lattivazione avviene coinvolgendo una serie di popolazioni cellulari:-cellule t - cellule follicolari dendritiche che sono i selettori che mostrano lantigene e consentono alla cellula b di controllare se la mutazione somatica cui hanno sottoposto il gene della parte variabile dellimmunoglobuline ha avuto un esito favorevole per lospite. Una volta che lattivit differenziata stata attivata, gli anticorpi prodotti raggiungono i tessuti periferici, eliminano lantigene e si ha la sterilizzazione del focolaio infettivo.

ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI TAbbiamo gia visto come nel timo particolare importanza venga dedicata alla selezione del repertorio T che sia tollerante rispetto mentre le cellule b si accontentano di riconoscere come self tutto ci che viene espresso normalmente nellorgano linfoide primario quindi nel midollo, per le cellule t ci sono degli accorgimenti particolari per fare in modo che siano in grado di vedere tutti gli antigeni differenziali anche quelli espressi in tessuti lontani dallorgano linfoide primario, quindi lontani dal timo. Questo perch le cellule t hanno funzioni molto importanti, in particolare funzioni di regolazione della risposta. Questa popolazione, che la popolazione helper, ha la capacit di attivare i macrofagi, quindi rendere efficiente la risposta dellimmunit innata, e anche regolare la risposta umorale, perch senza cellule t la risposta umorale non efficiente. Inoltre anche la risposta citotossica non efficiente senza le cellule t. Se noi infettiamo con un virus dei topi che sono Knock out per le cellule CD4, per le cellule helper, essi moriranno molto prima per linfezione virale nonostante posseggano gli effettori citotossici. Abbiamo detto che la risposta della memoria una risposta molto rapida ed efficiente, una risposta collaudata che far a meno di una serie di controlli preliminari. Invece la prima risposta a un antigene quella che segna definitivamente la vita di una cellula t e anche di una cellula b. per la cellula t la prima attivazione particolarmente sofisticata. Innanzitutto abbiamo detto che la risposta si fonda sulla collaborazione fra sistema innato e sistema adattativo, e che questi due sistemi hanno delle caratteristiche diverse. Questo perch il sistema innato si basa su un repertorio recettoriale trasmesso con lereditariet cromosomica, quindi levoluzione lo ha selezionato come valido, mentre le cellule dellimmunit adattativa hanno un repertorio che non affatto selezionato dellevoluzione, ma un repertorio che viene generato mediante riarrangiamento genico, ogni cellula si crea il suo recettore. In particolare se lo crea cercando di diversificare al massimo la possibilit di riconoscimento, ma questo repertorio non discrimina self da non-self. Quindi la prima cosa di cui si deve tener conto durante la prima attivazione di una cellula t, fare in modo di essere sicuri che non una cellula che riconosce di base le molecole self. Le uniche cellule che sono in grado di discriminare il self dal non-self sono le cellule dellimmunit innata, perch hanno un repertorio recettoriale capace di mantenere la discriminazione self/non-self. Quindi si sfrutta la capacit di queste cellule di selezionare con il loro repertorio ci che realmente pericoloso per consentire alla cellula t di orientarsi sulla ???? del proprio recettore. La cellula t chiede alla cellula presentante lantigene, che una cellula dellimmunit innata, se quello che sta riconoscendo deve essere eliminato oppure no; e lo chiede prima di attivarsi. Nel momento in cui viene segnalato che si tratta di un patogeno limmunit innata provoca: Fagocitosi Burst ossidativo e quindi distruzione Produzione di chemochine quindi di una serie di molecole che attivano altre cellule del sistema immunitario per eliminare quel patogeno Produzione di Citochine quindi molecole che vanno a reclutare anche tessuti molto distanti, per esempio linterleuchina 6 raggiunge lipotalamo alzando il termostato fisiologico. Quindi la cellula dellimmunit innata fa del suo meglio per eliminare il patogeno. Oltre a questo per esprime anche sulla membrana un segnale di pericolo: La cellula dellimmunit innataquando si accorge di aver incontrato un patogeno oltre a distruggerlo avverte le cellule Bche ha visto un patogeno e la membrana si riempie di molecole di pericolo, dette di costimolazioneIl patogeno riconosciuto mediante TLR e questo genera nella cellula presentante lantigene 2 eventi:1. Le proteine del patogeno vengono processate e presentate nelle molecole MHC.2. La cellula presentante lantigene esprime un segnale di pericolo con una campionatura dei peptidi che sono parte di quella struttura pericolosa.La cellula T riceve un doppio segnale: di cosa fatto lagente estraneo informazioni su chi lagente estraneoLe principali molecole di costimolo espresse dalle cellule presentanti gli antigeni sono:CD80 chiamata anche B7-1CD-86 chiamata anche B7-2La costimolazione quindi non costitutiva. Cio le molecole B7-1 B7-2 non sono presenti in maniera costitutiva, ma sono indotte dal riconoscimento del patogeno.

Allinterno del linfonodo la cellule t esprimono un homing receptor che fa in modo che le cellule si fermino nelle venule ad alto endotelio del linfonodo. Nel momento in cui queste cellule si sono attivate, perdono la capacit di riconoscere come home il linfonodo e vanno ai tessuti periferici a svolgere la loro funzione.Siamo nel linfonodo; abbiamo indicato quali sono i criteri e cio riconoscere un primo e un secondo segnale e capire quindi da una cellula dendritica se quel recettore un recettore da utilizzare o da spegnere per sempre. Per le cellule CD8 avremo un recettore che guarda lantigene dentro la ?????? dellistocompatibilit; e vedete che il CD8 blocca la molecola di istocompatibilit nelle vicinanze del recettore in modo che il TCR possa guardare dentro listocompatibilit e capire se c qualcosa che riconosce. A stabilizzare questa interazione sono una serie di molecole definite corollario cio sono una serie di molecole che servono a favorire ladesione cellula-cellula, membrana-membrana, in maniera tale che queste interazioni, che sono interazioni non ad altissima affinit, possano essere stabilizzate, e consentire quindi che il segnale possa essere trasdotto allinterno delle cellule selettrici.

Nel linfonodo la cellula T-Se non ha il recettore specifico e funzionano solo le molecole di costimolo non ci sarnessun effetto sulla cellula T; -Se invece una cellula T usa il recettore ma non viene attivata la molecola di costimolo la cellula sar anergica in quanto ci che vede non pericoloso e questo significa che vede il self;

Una cellula T vergine per attivarsi la prima volta ha bisogno di:1.Primo segnale: riconoscimento del peptide ristretto MHC2.Secondo segnale: Capire se il peptide parte di un patogeno e lo fa vedendo le molecole di costimolazione (CD28 che vede B7-1) 3.Terzo segnale: Citochine presentanti l'antigeneLa cellula T usa le molecole di costimolo anche come segnale per spegnersi quando il patogeno stato eliminato. La cellula T esprime nelle fasi tardive al posto di CD28 esprime CD52 (CTLA4): questa molecola riconosce le molecole di costimolo, ma invece di attivare spegne la risposta. Neanche la cellula B sa per se vede qualcosa di self e quindi il secondo segnale della cellula B prima di attivarsi dato dal linfocita T. Laiuto che la T da a B dando attivazione completa passa attraverso il ligando di CD40 che viene espresso solo quando la cellula T attivata completamente e ha quindi riconosciuto sia molecole di costimolazione che antigene. La cellula B presenta anchessa lantigene al T che riconosce con il suo TLRs, ma egoista in quanto presenta solo lantigene riconosciuto dal suo BCR. Quindi la B confortata sulla bont del suo recettore e riceve segnali per una risposta umorale completa, mentre la T pu essere attivata in quanto sulla superficie della B pu vedere sia il primo segnale sia le molecole di costimolo. Il monocita e il granulocita statico: fa sempre la stessa cosa; le cellule dellimmunit adattativa sono plastiche. Plasticit significa scelta tra le opzioni per sterilizzare il focolaio infettivo e le cellule lo fanno leggendo ci che la cellula dendritica presenta.

Abbiamo visto quindi che esistono due popolazioni di linfociti t:-CD8 che distrugge la cellula infettata non fagocitandola ma semplicemente inducendola a suiicidarsi.- CD4 che aiuta a regolare altri fattori

Concentriamoci sulla cellula citotossica CD8. Cosa determina l'uccisione del bersaglio da parte delle cellule CD8?Vi un riconoscimento e uccisione tramite un contatto membrana-membrana. Per avere questo contatto che si estrinseca nell'uccisione del bersaglio necessario un corredo di molecole di adesione, mentre non sono necessarie citochine. Le molecole di adesione sono LFA-1 con il suo ligando ICAM-1. Questo stabilizza l'interazione specifica. Quando il recettore riconosce l'antigene la molecola LFA-1 si lega al suo ligando ICAM in maniera pi affine. La molecola d'adesione consente alla sinapsi immunitaria di avere un segnale pi stabile. Quando la molecola di adesione si attiva, il segnale inviato nella cellula e si verificano tutti gli eventi che portano alla morte della cellula. Se lintegrina lega il suo ligando e TCR non vede nulla non ci sono conseguenze.Se il TCR lega il ligando linterazione pi forte e ci sono segnali. Questi segnali si estrinsecano nella capacit della cellula T CD8 di uccidere la cellula bersaglio .Durante l'avvicinarsi la cellula T inietta una serie di enzimi con azione citotossica. Nella zona di contatto la cellula T invia molecole di perforina che perforano la membrana e da sole provocherebbero lisi osmotica. Attraverso la perforina prepara la strada a granzimi e granulolisina che innescano meccanismi di morte cellulare programmata. La perforina quindi non fa altro che creare un canale di ingresso per gli altri enzimi.Una cellula che muore per apoptosi impacchetta il suo contenuto, il linfocita citotossico uccide la cellula e preserva la diffusione virale. L'apoptosi attivata in quanto i granzimi agiscono sulmitocondrio, fuoriesce citocromo c e si ha apoptosi.